CN108744148B - 空载状态自动校准称量基础的监测方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空载状态自动校准称量基础的监测方法以及装置，装置通过以下方法来进行自动归零操作：监测输液监控器的通讯状态，获知输液监控器通讯模块的在线状态信息，判断输液监控器是否处于使用状态；监测输液监控器的载重状态，持续获取输液监控器的载重数据，根据载重数据判断输液监控器是否处于空载状态；监测输液监控器的方位状态，获取输液监控器的方位信息，根据方位信息判断输液监控器是否处于纵向悬挂状态；处于使用状态，空载且纵向悬挂时，输液监控器自动进行皮重归零。装置通过对空载状态的自动识别，使传感器皮重零点偏移值得到及时的归零修正，每次输液的报警精度得到根本的保证，减少人工的干预操作，方便临床的快捷使用。
Description
技术领域
本发明涉及输液监控器的皮重归零方法以及相应装置。
背景技术
当前称重传感器称重的原理是挂载物体的重力ADC值与空载皮重ADC值(归零点)的差值，然后乘以称重传感器的线性比例系数得出当前物体的实时重量。但是称重传感器因为受到应力的蠕变、环境温度、湿度的影响，其空载皮重ADC值会随着时间的积累会产生不同，所以在称重之前把当前空载皮重重新归零是有必要的。归零是一种称重时的常见操作，该操作是保证每次称量数据准确的前提，尤其在医疗领域，对量的精准控制更是非常必要。
现有的医院移动输液闭环监控系统通过对输液袋、输液瓶的重力实时变化进行监控，从而为护士对当前的病人输液情况提供剩余液量以及滴速的报警功能，可以最大限度地减轻护士来回奔走查看输液情况的繁琐工作量，做到精准护理，提高工作效率。而如何准确获得输液药水的实时重量，是输液监控系统中最关键的一环，这一环节中输液监控器的精准称重功能最为关键，而归零操作是关键中的关键。
现有的方法，基本是在每次的称重之前，在称重空载时由当值护士手工确认进行皮重零点归零的动作，然后才可以挂载重物进行实时重量的测量。采用传统称重传感器皮重归零的输液监控器存在以下缺点：需要当值护士在输液前手工按键进行皮重归零的动作，额外增加护士的工作量，步骤变得繁琐，同时护士也有遗忘做皮重零点归零的的情况发生，会对剩余液量的报警产生不准确的影响。如果在使用称重传感器之前，不进行人工干预归零的操作步骤，随着时间的积累传感器的皮重零点就会偏移得越来越大，从而无法准确的进行输液剩余量的报警。
发明内容
本公开的一个方面解决的一个技术问题在于，提供一种可以在空载状态自动进行归零的输液监测方法；
另一个方面解决的技术问题在于，提供一种适用这种方法的输液监测装置。
本发明解决一个方面技术问题所采用的技术方案是：空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，其用于输液监控器的皮重归零，方法包括以下内容：
监测输液监控器的通讯状态，通过获知输液监控器通讯模块的在线状态信息，判断输液监控器是否处于使用状态；
监测输液监控器的载重状态，持续获取输液监控器的载重数据，根据载重数据判断输液监控器是否处于空载状态；
监测输液监控器的方位状态，获取输液监控器的方位信息，根据方位信息判断输液监控器是否处于纵向悬挂状态；
处于使用状态，空载且纵向悬挂时，输液监控器自动进行皮重归零。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，所述通讯模块采用蓝牙无线通讯模式，蓝牙连接在线时输液监控器处于使用状态。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，所述持续获取的载重数据值由大变小，并最终在一定时间段内恒定保持在于预设值以下，则判断当前输液监控器处于空载状态。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，所述持续获取的载重数据值恒定保持在预设的空载门槛值以下，则判断当前输液监控器处于空载状态。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，输液监控器自动进行皮重归零时，在一点时间段内采集多个空载皮重零点值，并对所采集的多个空载皮重零点值进行均值计算，将获得的空载皮重零点均值与旧空载皮重零点值进行比较，
两值误差在预设范围内，则以旧空载皮重零点值为称量基础进行归零；
两值误差超出预设范围，则空载皮重零点均值成为新空载皮重零点值，以该值为称量基础进行归零。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测方法，在进行均值计算之前，判断所采集的多个空载皮重零点值之间的波动是否处于正常范围内，如处于正常范围则进行均值计算。
本申请为解决另一方面技术问题的方案为：
空载状态自动校准称量基础的输液监测装置，装置包括，
主控MCU处理芯片，用于控制接收和处理各子模块信号数据；
各子模块包括，
通讯模块，用于实现装置与外部的通讯连接；
重量传感模块，用于持续监控采集装置的负重数据；
倾角检测模块，用于检测装置的方位数据；
所述主控MCU处理芯片在通讯模块处于在线状态下，根据对负重数据、方位数据的判断，在装置处于空载且纵向悬挂时进行归零操作。
如前所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测装置，所述通讯模块采用蓝牙通讯方式。
本公开至少具有的一个有益效果：利用空载的空闲状态完成输液监控器对皮重零点的自动更新，省去了需要人工强制皮重归零的动作，提高了工作效率，且也可避免人为疏忽导致的医疗风险。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明装置一实施例示意图；
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
称重传感器主要由敏感元件、变换元件、测量元件和辅助电源四大部分构成，其中敏感元件用于直接对被测物体的重量进行感受并输出与其质量相关的其他量；变换元件用于将敏感元件的输出量变换为某种易测信号；测量元件用于将变换元件输出的易测信号转换为电信号；辅助电源用于为测量元件输出电信号提供能量来源。
在输液时，需要将称重传感器所获得的皮重(输液袋、输液瓶)数据进行归零，也就是在主控芯片在计算时需要把皮重去除，由此得到的才是准确的输液数据。由于称重传感器的使用受到外部环境影响较多，所以在医疗系统中，是每一次输液完都会进行归零操作，也就是重新获得一次皮重数据，并反馈给主控芯片以便计算。
本申请的方案免去了现有归零操作人工干预过多的缺点，利用输液监控器对自身状况的判断来发出相应指令，执行相应归零操作，方案内容如下：
监测输液监控器的通讯状态，通过获知输液监控器通讯模块的在线状态信息，在线状态信息可表明当前输液监控器的通讯模块是否处于连线状态，例如蓝牙已经匹配连接以便接收控制指令、传输数据，由此判断输液监控器是否处于使用状态，在连线即代表处于使用状态。只有在使用状态中的输液监控器才有归零操作的必要，此举可以避免对虽然处于空载状态，但无需归零的输液监控器进行动作，例如处于运输途中的输液监控器，此时完全没有归零的必要。
监测输液监控器的载重状态，持续获取输液监控器的载重数据，根据载重数据判断输液监控器是否处于空载状态。确定通讯模块在线，通过重力传感器判断当前是否有重物挂载以及挂载的重量是否随着时间的推移而逐渐减轻，如果挂载的重量小于8克范围(如有输液袋等悬挂物，其重量将远远大于8克)，并且随着时间重量几乎不变(如3-10分钟内，重量基本恒定在8克以下)，则判断出当前是输液结束后的状态，需要进行皮重零点自动归零的初始化准备工作。
前述属于输液监控器在完成一次监控工作之后的归零操作。而在一些实施例中可能输液监控器虽然处于使用状态，但空闲时间较长，在长时间的空载状态下为了确保下一次使用的准确度，同样需要自动归零，所以当持续获取的载重数据值恒定保持在预设的空载门槛值(例如低于8克)以下，则判断当前输液监控器处于空载状态。为了对这一情况进行优化，以计时的方式进行控制，例如空闲式的空载时间每达到8小时就自动归零一次。
当然，在归零时还需确认输液监控器的方位状态，获取输液监控器的方位信息，根据方位信息判断输液监控器是否处于纵向悬挂状态，以排除倾斜受力造成皮重数据不准确的影响。
具体地，纵向悬挂状态以垂直方向为最优，但悬挂状态与垂直方向形成30度倾斜角仍可进行皮重数据的采集。检测方式主要通过PCB板上的三轴加速计传感器读取X,Y,Z轴静止时的重力加速度G的分量，从而计算出X、Y、Z轴重力G加速度的分量与理想的垂直状态重力加速度比例，计算出PCB板上的X、Y、Z轴的倾斜角度，判断倾斜角度是否在允许的范围内进行皮重零点的取样工作，从而避免输液监测器过度倾斜导致重力传感器挂钩有杠杆原理受力影响，影响重力传感器的皮重零点取样精度。
只有当输液监控器处于使用状态，空载且纵向悬挂时，才自动进行皮重归零。输液监控器自动进行皮重归零时，在一定时间段内(例如30秒或2分钟)采集多个空载皮重零点值，并对所采集的多个空载皮重零点值进行均值计算，将获得的空载皮重零点均值与旧空载皮重零点值进行比较，两值误差在预设范围内(如所导致的称重计算结果误差小于1克)，则以旧空载皮重零点值为称量基础进行归零，避免频繁更新零点；两值误差超出预设范围(如所导致的称重计算结果误差大于1克)，则空载皮重零点均值成为新空载皮重零点值，以该值为称量基础进行归零。优选地，如果两值误差超出预设范围过多处于明显异常的状态，可以生成警告信息发送，当值人员可查看当前称重环境是否有不妥之处。
为了进一步优化，在进行均值计算之前，判断所采集的多个空载皮重零点值之间的波动是否处于正常范围内(如数值之间的波动在0.1内)，如处于正常范围则进行均值计算。此操作可以确保皮重采值的可信度，如在皮重采值过程中出现干扰导致波动较大，此时数据显然不可信。因此，当波动超出正常范围时，可以发出警告信息，当值人员可以及时查看以排除干扰。
一种适用前述方法的装置，可空载状态自动校准称量基础，装置的PCB主板上包括主控MCU处理芯片，与各子模块连接，用于控制接收和处理各子模块信号数据；
各子模块包括，
通讯模块，用于实现装置与外部的通讯连接，现有输液监控器一般为蓝牙通讯方式；
重量传感模块，用于持续监控采集装置的负重数据，采用称重传感器即可实现；
倾角检测模块，用于检测装置的方位数据；检测方式主要通过PCB板上的三轴加速计传感器读取X,Y,Z轴静止时的重力加速度G的分量，从而计算出X、Y、Z轴重力G加速度的分量与理想的垂直状态重力加速度比例，计算出PCB板上的X、Y、Z轴的倾斜角度。
所述主控MCU处理芯片监测到通讯模块处于在线状态下，根据对负重数据、方位数据的判断，在装置处于空载且纵向悬挂时进行归零。如附图1所示，主控MCU处理芯片优选采用TI2540蓝牙芯片，重力传感器所采集的数据进过ADC模数转换芯片(CS1231)处理后反馈至主控。
优选地，装置中设置与主控MCU处理芯片连接的计时计数模块，对长时间处于使用状态却又空闲的(指输液监控器处于已经开机，蓝牙在线的预备状态，但长时间没有悬挂输液袋进行工作)，每间隔一定时间段进行一次归零，为接下来随时可能的工作状态做好准备。“处于使用状态却又空闲”，可以通过重量传感模块检测到的数据进行确定，如长达8小时以上重量数据都保持在8克以下。
本申请针对现有依靠重力传感器原理监测输液剩余量的输液监控器，通过对输液监控器空载状态的自动识别，可以使传感器皮重零点偏移值得到及时的归零修正，每次输液的报警精度得到根本的保证，减少人工的干预操作，方便临床的快捷使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.空载状态自动校准称量基础的输液监控器皮重自动归零方法，其用于输液监控器的皮重归零，其特征在于，方法包括以下内容：
监测输液监控器的通讯状态，通过获知输液监控器通讯模块的在线状态信息，判断输液监控器是否处于使用状态；
监测输液监控器的载重状态，持续获取输液监控器的载重数据，根据载重数据判断输液监控器是否处于空载状态；
当所述持续获取的载重数据值由大变小，并最终在一定时间段内恒定保持在于预设值以下，则判断当前输液监控器处于空载状态；
当所述持续获取的载重数据值恒定保持在预设的空载门槛值以下，则判断当前输液监控器处于空载状态；
监测输液监控器的方位状态，获取输液监控器的方位信息，根据方位信息判断输液监控器是否处于纵向悬挂状态；
处于使用状态，空载且纵向悬挂时，输液监控器自动进行皮重归零。
2.如权利要求1所述的空载状态自动校准称量基础的输液监控器皮重自动归零方法，其特征在于：所述通讯模块采用蓝牙无线通讯模式，蓝牙连接在线时输液监控器处于使用状态。
3.如权利要求1所述的空载状态自动校准称量基础的输液监控器皮重自动归零方法，其特征在于：输液监控器自动进行皮重归零时，在一定时间段内采集多个空载皮重零点值，并对所采集的多个空载皮重零点值进行均值计算，将获得的空载皮重零点均值与旧空载皮重零点值进行比较，
两值误差在预设范围内，则以旧空载皮重零点值为称量基础进行归零；
两值误差超出预设范围，则空载皮重零点均值成为新空载皮重零点值，以该值为称量基础进行归零。
4.如权利要求3所述的空载状态自动校准称量基础的输液监控器皮重自动归零方法，其特征在于：在进行均值计算之前，判断所采集的多个空载皮重零点值之间的波动是否处于正常范围内，如处于正常范围则进行均值计算。
5.空载状态自动校准称量基础的输液监测装置，其特征在于：装置包括，
主控MCU处理芯片，用于控制接收和处理各子模块信号数据；
各子模块包括，
通讯模块，用于实现装置与外部的通讯连接；
重量传感模块，用于持续监控采集装置的负重数据；
倾角检测模块，用于检测装置的方位数据；
所述主控MCU处理芯片在通讯模块处于在线状态下，根据对负重数据、方位数据的判断，在装置处于空载且纵向悬挂时进行归零。
6.如权利要求5所述的空载状态自动校准称量基础的输液监测装置，其特征在于：所述通讯模块采用蓝牙通讯方式。
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